桐庐红狮水泥节能增效又添新“武器”

  日前，记者从浙江桐庐红狮水泥公司了解到，近年来，为积极响应国家节能减排号召，该公司在集团公司统一组织、安排下，不断进行生产线节能、环保技术改造。近期，公司依托现代信息技术，又成功完成了熟料生产线EOC智能专家优化辅助操窑系统的改造项目。该项目的成功实施，不仅创造了巨大的经济效益，也使该企业加快转型升级、打造智能化水泥厂的步伐走在了行业前列。

  图1 现场设备区

  桐庐红狮EOC智能专家优化辅助操窑系统是由南京中泓信息技术有限公司技术人员在充分调研桐庐红狮生产线工艺特点、设备现状后，定制开发的一套基于现有中控DCS基础上的高级应用软件包。系统针对水泥生产中能耗最高、污染最严重的烧成环节，通过智能控制技术对烧成系统中的关键部分，进行多变量协调控制，以频繁而精准的自动控制代替传统的人工操作，实现窑系统关键环节的自动、优化控制。在稳定窑况，提高熟料质量的同时，也节约了能源的消耗，为企业的节能增效提供了有利的保障。

  作为烧成反应前最重要的环节，生料预分解一直为窑操所重视。由于生料高温分解反应主要发生在分解炉内，碳酸钙的分解率也间接反映在分解炉温度上，同时温度的稳定对分解炉的操作很重要，它不仅有助于下游窑的操作，而且可以有效地减少游离氧化钙的波动，因此对分解反应的控制主要表现在对分解炉温度的控制上。但是，目前中国绝大多数的水泥厂都是手动控制该温度，由于受到煤质、喂煤量、喂料量、三次风温、煤秤波动等多方面因素影响，即使操作人员频繁调整喂煤量，也无法很好地解决该温度波动幅度大等问题。而EOC系统针对分解炉温度非线性、滞后性等问题，提供了有效的解决方案。将模糊控制、自适应控制与专家控制相结合，将分解炉温度实现在理想范围内稳定波动，从而保证生料分解率。并且系统实时响应速度快，调节及时、精准，在提高熟料产量、质量的同时，也减少了煤粉的消耗和热量损失，使单位熟料的能耗降到最低，实现产能最大化。

  图2  分解炉手动控制效果  图3  分解炉自动控制效果

  与分解炉一样，烧成系统中另一关键环节是窑头篦冷机。篦冷机的作用是将高温熟料冷却并回收热量以降低煤耗，而对篦冷机控制的关键是使料层厚度分布均匀，由于篦冷机篦下压力一定程度上表征了料层厚度，因此将熟料厚度分布控制均匀就是通过控制篦冷机移动速度将篦压稳定在理想范围内，这也有助于提高二次风温和三次风温的稳定性。该过程是一个非线性的多变量过程，多个篦压与多个篦速相互关联，而且与二次游离氧化钙的波动有关。针对篦冷机的控制特点，EOC系统采用预测控制技术与专家控制技术相结合的方式，通过先进控制算法的优化计算，对篦速实现自动、精确调节，以使篦下压力稳定波动。

  图4  篦冷机篦下压力手动控制 图5  篦冷机篦下压力自动控制

  EOC专家优化辅助操窑系统将智能控制技术运用于大滞后、时变性和非线性的水泥生产过程中，改变了窑系统长期处于人工控制的状态，降低了窑操的工作难度和强度；同时，该辅助系统的使用，操作人员可以通过人机配合更加全面的完成实时操作、精准调节，最终实现生产线窑况稳定、改善品质、提产增效、节能降耗的目的。